鬥龍研究課堂之“淨之湖”

新學期早已開始,各位鬥粉是否已經沉迷學習,無法自拔了呢?為了應景,作為2021年寒假鬥龍知識競賽策劃兼出題人的“皇一”靈感乍現,同2021年寒假鬥龍知識競賽冠軍“櫻雪醬”著手分析情節中隱藏的學科奧秘,一起來看看吧!

注意:本次研究科目為化學,由於皇一懶,且化學式較多,時間倉促,角標未能進行格式調整,電荷量已用括號〔〕標註,敬請諒解。

咱們先回顧一下淨之湖的樣子,觀察觀察:

鬥龍研究課堂之“淨之湖”

觀察可得:湖水高度汙染,呈淺綠色,有少量氣泡從湖底冒出。

這就引出了我們今天的研究:

研究一:探究氣泡的主要成分

研究二:探究湖中含有的主要重金屬離子

研究三:探究重金屬離子誤食的解毒原理

咱話不多說,開始吧!

研究一

猜想:湖中氣泡的主要成分有H2S,CO2, SO2

裝置設計:

鬥龍研究課堂之“淨之湖”

I:CuSO4溶液  II:品紅溶液

III:KMnO4溶液  IV:品紅溶液

V。Ca(OH)2溶液  VI:NaOH溶液

現象,結論及原理:

①裝置I中若有黑色沉澱產生,則證明有H2S,併除去H2S

Cu〔2+〕+S〔2-〕=== CuS↓

②裝置II中品紅顏色褪去,則證明有SO2

SO2具有漂白性,可以漂白品紅溶液,使其褪色

③裝置III除去SO2

5SO2 + 2MnO4〔-〕+ 2H2O =2Mn〔2+〕+4H〔+〕+5SO4〔2-〕

④裝置IV檢測SO2是否除盡

原理同②

⑤裝置V檢驗是否有CO2

Ca〔2+〕+2OH〔-〕+CO2===CaCO3↓+H2O

⑥裝置IV尾氣處理,除去CO2

2OH〔-〕+CO2===CO3〔2-〕+H2O

研究二

先來一張圖:

鬥龍研究課堂之“淨之湖”

假設水毒蛇的能量來自於湖水中,中毒原因為重金屬離子中毒。我們不妨來研究一下湖中的重金屬離子。

猜想〔先亂猜一波~〕:Fe〔2+〕,Fe〔3+〕,Cu〔2+〕,Cr2O7〔2-〕,Al〔3+〕,Hg〔2+〕,Ba〔2+〕

(亂猜時,暫未考慮離子間相互反應)

①汞離子檢驗:取適量湖水於試管中,通入H2S,若生成黑色沉澱,則存在H2S

原理:Hg〔2+〕+H2S=HgS↓+2H〔+〕

②銅離子檢驗:取適量湖水於試管中,呈無色透明,則初步鑑定無Cu〔2+〕,調整pH值至7附近,若產生藍色沉澱則證明有Cu〔2+〕

原理:Cu〔2+〕+2(OH)〔-〕===Cu(OH)2↓

③亞鐵離子檢驗:取適量湖水於試管中,加入赤血鹽,生成藍色沉澱,則證明有亞鐵離子

原理:K〔+〕+ [Fe(CN)6]〔-〕+ Fe〔2+〕== KFe[Fe(CN)6]↓

④鐵離子檢驗:取適量湖水於試管中,加入KSCN溶液,生成血紅色沉澱,則證明有鐵離子。

原理:Fe〔3+〕+3SCN〔-〕===Fe(SCN)3

⑤鋇離子檢驗:取適量湖水於試管中,加入HNO3酸化的NaSO4溶液,若生成白色沉澱,則證明有Ba〔2+〕

原理:Ba〔2+〕+SO4〔2-〕===BaSO4↓

⑥重鉻酸根離子檢驗:取適量湖水於試管中,加入H2SO4酸化的FeSO4,再加入適量NaOH溶液,若生成藍綠色膠狀沉澱,則有重鉻酸根。

原理:6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 == 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O

Cr〔3+〕+3OH〔-〕===Cr(OH)3↓

⑦鋁離子檢驗:取適量湖水於試管中,逐滴滴加NaOH溶液,若先生成白色沉澱,後沉澱溶解則證明有Al〔3+〕

原理:Al〔3+〕+3OH〔-〕===Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH〔-〕===AlO2〔-〕+2H2O

〔檢驗離子時,可以先把沉澱所需pH值更小的離子沉澱了,以免干擾所需pH值更大的離子的檢驗〕

研究三

鬥龍研究課堂之“淨之湖”

上面已經驗證了幾種重金屬元素的存在。水中常見的重金屬離子,如鉛、汞等,無色無味,不易被察覺並具有高穩定性、難降解性、可累積性和毒性等特性,即使把水燒開也無法完全消除。長期飲用含有重金屬汙染的水會造成慢性中毒。

月牙村因淨水湖被月牙村汙染,原來的綠草都不見了蹤影,那麼小袋鼠龍們長期飲用淨水湖的水會出現什麼現象呢?他們會出現頭痛、頭暈、噁心、嘔吐、腹瀉、胸悶、呼吸困難,以及乏力倦怠等症狀,此外重金屬中毒對人體傷害較大,常導致多器官功能衰竭。

我們來討論一下怎樣緩解重金屬中毒的症狀。

方法一:小袋鼠龍們可以喝牛奶,豆漿,生蛋清等高蛋白類易流動的液體

原理:重金屬離子之所以會使它們中毒,是由於重金屬離子在體內會和它們體內的功能蛋白相結合,這種結合完成後,功能蛋白就不能再與其他物質相結合,所以產生中毒現象,此時食用富含高蛋白質的食物,可以減少它們體內功能蛋白的消耗,從而達到解毒的效果。

來介紹一下其他可以解毒的食物:

茶葉中含有鞣酸能夠與酸形成可溶性複合物隨著尿液排出。

大蒜和洋蔥中含有硫化物可以用來解毒。

維生素C片(一些蔬菜水果中也富含維生素C呢)可以有效阻止身體對鉛的吸收,降低其毒性。

附言:化學是個很奇妙的學科呢,相信不久之後你們會喜歡上它,給你們介紹個小實驗,自己動手在家就可以做哦。

實驗用品:白醋,牛奶,攪拌器,一個碗,一張紙

實驗步驟:

第一步:在碗裡倒一袋牛奶

第二步:倒入一勺白醋,用攪拌器或勺子混合攪拌直至蛋白質析出(蛋白質是白色的喔,析出之後是絮狀物)

第三步:待蛋白質析出後過濾掉水分,用紙包住蛋白質,儘量弄乾它的水分。接下來就可以把它捏成自己想要的形狀啦,放置兩三天後會幹,用手捏不會碎的,前提是你不想真的弄碎它,hh。

〔很高興你讀完了所有,上述步驟可能存在最佳化方案,課後請自行分析改進哦(´-ω-`)〕